Энтропия (неопределенность) отдельных структурных параметров парка машин может быть определена по ряду диагностических признаков, которые являются интегральными на определенных уровнях функционально-структурной схемы парка машин как сложной технической системы. Парк машин можно представить как сложную диагностируемую систему с взаимосвязанными элементами с ее функционально-структурной схемой (рис. 2.1).
Простейшим вариантом при оценке энтропии является вариант, когда каждый структурный элемент системы (парка машин) оценивается в двух состояниях: исправен или неисправен [6], а количество информации будет тем больше, чем выше интегрированность (обобщенность) диагностического параметра определенного уровня в соответствии с размеченным графом состояний парка машин (рисунок 2.2).
Разница в структурной информации первого и последнего уровней может составлять несколько порядков. В связи с этим необходимо принять минимально возможное количество признаков для получения полной информации о техническом состоянии данного парка машин с заданной глубиной диагностирования для максимально возможного уменьшения энтропии.
 |
Рисунок 2.2 – Размеченный граф состояний парка машин
Таким образом, суть повышения информативности заключается в снижении энтропии (неопределенности) технического состояния парка машин и получении информации об объекте диагностирования и использования ее для принятия управленческих решений в целях повышения работоспособности данного парка машин. При этом, если парк машин на определенном уровне диагностирования способен принимать конечное число дискретных состояний от 1 до n , то после диагностирования (получения сообщения) имеется тем больше информации, чем более неопределенными были сведения о состоянии парка машин до получения этих сведений [7].
Т.е., если с априорной вероятностью Pi парк машин находится в i-м состоянии, то количество информации об этом определяется величиной 1/ Pi . Тогда количество информации в битах в одиночном сообщения (результате диагностирования) будет
.
(2.1)
После умножения этой частной информации на вероятность i-го состояния получается среднее количество информации, приходящееся на одно сообщение о состоянии парка машин:
.
(2.2)
Формула (3.2) характеризует в усредненном виде неопределенность i-го состояния парка машин.
Полная энтропия парка машин оценивается суммой средних неопределенностей его состояния :
, (2.3)
где m – количество рассматриваемых модулей парка машин; N – количество машин в модуле парка; Pi – априорная вероятность нахождения (ненахождения) отдельной машины в одном из возможных состояний (работоспособность, неработоспособность); j– иерархический уровень системы.
После проведения диагностирования или оценки состояния парка машин на любом уровне неопределенность состояния парка машин уменьшается на величину полученной информации. Появление отказа или неисправности на любом из уровней скажется на каждом из вышестоящих уровней.
Оценка технического состояния парков машин на основе количественной оценки информации, характеризующей динамику параметров структурных уровней, показана на следующем примере..
К рассмотрению был принят парк машин, включающий два модуля: бульдозеры и экскаваторы. В соответствии рисунком 2.1 рассмотрено 7 уровней парка машин и определена энтропия каждого уровня по формуле
. (2.4)
Количество машин в первом модуле N1 = 10 шт.; во втором модуле N2 = 11 шт. Для определения количества возможных состояний системы было принято допущение, что причиной отказа может быть равновероятное появление дефекта в трех элементах машины – двигатель, трансмиссия и рабочие органы. Далее уровни структурной схемы соответствовали сборочным единицам этих элементов, затем интегральным структурно-конструктивным параметрам и элементарных структурно-конструктивным параметрам. Также было принято допущение о равенстве количества элементов в данных трех основных узлах машин, и число диагностических элементов принято аналогичным схеме диагностирования двигателя в соответствии с работой [7].
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.